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molecolare come accettore finale di elettroni nelle reazioni di respirazione microbica. Si attua così la denitrificazione, definita anche riduzione dissimilativa dei nitrati (reazione [2-6]). NO - 3 NO - 2 NO ? N2O N2 [2-6] Complessivamente, le maggiori perdite di azoto per denitrificazione sono, di solito, dovute alla emissione di ossido nitroso (N2O) ed azoto molecolare (N2). È evidente che la denitrificazione non è una reazione desiderata nel compostaggio e soltanto una appropriata aerazione della matrice in trasformazione può contrastare le perdite di nitrati dovute ai fenomeni di riduzione dissimilativa [3]. 4.2.1.1.1.1.1 4.2.1.1.1.1.2 3.2.8 – Trattamenti anaerobici La digestione anaerobica è un processo biologico complesso per mezzo del quale, in assenza di ossigeno, la sostanza organica viene trasformata in biogas o gas biologico, costituito principal-mente da metano e anidride carbonica. La percentuale di metano nel biogas varia a secondo del tipo di sostanza organica digerita e delle condizioni di processo, da un minimo del 50% fino all’80% circa. Il vantaggio del processo è che l’energia biochimica contenuta nella sostanza organica, anziché venire liberata sotto forma di calore da allontanare dal sistema, si conserva grazie alla parziale conversione in metano ed è utilizzabile a scopo energetico. Affinché il processo abbia luogo è necessaria l’azione di diversi gruppi di microrganismi in grado di trasformare la sostanza organica in composti intermedi, principalmente acido acetico, anidride car-bonica ed idrogeno, utilizzabili dai microrganismi metanigeni che concludono il processo produ-cendo il metano. I microrganismi anaerobi presentano basse velocità di crescita e basse velocità di reazione e quindi occorre mantenere ottimali, per quanto possibile, le condizioni dell’ambiente di reazione. Nonostante questi accorgimenti, i tempi di processo sono relativamente lunghi se confrontati con quelli di altri processi biologici. Il rendimento in biogas e quindi energetico del processo è molto variabile e dipende dalla biodegradabilità del substrato trattato. Relativamente al trattamento della frazione organica dei rifiuti urbani derivante da raccolta differenziata e/o alla fonte, in letteratura si riportano valori di conver-sione in biogas compresi tra un minimo di 0,40- 0,50 m 3 /kgSV alimentati, per la digestione in mesofilia, ed un massimo di 0,60-0,85 m 3 /kgSV alimentati, per la digestione in termofilia. In genere du-rante la digestione anerobica si ottiene una riduzione di almeno il 50% dei Solidi Volatili (SV) alimentati. Le tecniche di digestione anaerobica possono essere suddivise in due gruppi principali: Digestione a secco (dry digestion), quando il substrato avviato a digestione ha un conte-nuto di solidi totali (ST) ≥ 20%; Digestione a umido (wet digestion), quando il substrato ha un contenuto di ST ≤ 10%. Processi con valori di secco intermedi sono meno comuni e vengono in genere definiti processi a semisecco. Il processo di digestione anaerobica è anche suddiviso in:
processo monostadio; le fasi di idrolisi, fermentazione acida e metanigena avvengono contemporaneamente in un unico reattore; processo bistadio; il substrato organico viene idrolizzato separatamente in un primo stadio, ove avviene anche la fase acida, mentre la fase metanigena viene condotta in un secondo stadio. La digestione anaerobica può, inoltre, essere condotta, come già ricordato, o in condizione mesofile (circa 35°C) o termofile (circa 55°C); la scelta tra queste due condizioni determina in genere anche la durata (il tempo di residenza) del processo. Mediamente in mesofilia si hanno tempi di residenza compresi nel range 14-30 giorni, mentre in termofilia il tempo di residenza è in genere inferiore ai 14-16 giorni. Tra le uscite dal sistema vi è anche un materiale semitrasformato palabile o pompabile rappre-sentato dal residuo della biomassa digerita – chiamato anche digestato - per il quale, allo scopo di conseguire lo status merceologico ed amministrativo necessario alla commercializzazione e libera applicazione in coerenza con il dettato della L. 748/84, occorre prevedere una fase di finissaggio con maturazione aerobica (post-compostaggio) che garantisca il completamento della fase di stabilizzazione della componente organica. Il digestato, in uscita dalla digestione anaerobica, è infatti meno versatile del compost in quanto a possibili applicazioni in ragione del potenziale fitotossico ancora relativamente elevato (per la pre-senza di ammoniaca e la natura ancora relativamente fermentescibile della sostanza organica re-sidua) e va dunque generalmente inteso e gestito come un fango ai sensi e per gli effetti del D.lgs. 99/92 sulla applicazione dei fanghi in agricoltura. Le applicazioni di elezione del digestato sono dunque in pieno campo secondo i meccanismi dello spandimento controllato previsti dal D.lgs. 99/92 stesso (autorizzazione al sito di impiego, analisi del suolo pre- e post-applicazione, contingentamento delle dosi applicabili, ecc.), mentre il compost può trovare spazi di applicazione anche in giardinaggio, vivaistica in vaso ed in terra, semine di prati, ecc. e può essere liberamente impie-gato e commercializzato in coerenza con la L. 748/84 (sui fertilizzanti) modd. intt. Per valutare le potenzialità e le condizioni di integrazione dei processi di digestione anaerobica nel sistema integrato dei trattamenti biologici, la digestione anaerobica va dunque intesa come sostitutiva delle prime fasi di trasformazione in un sistema di trattamento aerobico (quelle intensive), mentre permane la necessità – per una sostituzione con equivalenza di effetti - di dotare l’impianto di una sezione di maturazione finale aerobia, a carico del digestato, con tecnologie estensive [24]. 3.2.9 – Trattamenti aerobici: principali tecnologie Vengono di seguito brevemente descritte le principali tecnologie impiegate nel trattamento aerobico delle matrici organiche, suddivise per tipologie di processo. 4.2.1.1.1.1.2.1 Compostaggio e stabilizzazione biologica
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